DE2709209A1 - Einrichtung zum vorwaehlen, speichern und wiederabfragen von sendern in rundfunkempfaengern - Google Patents

Description

Dr.-Ing. Reimar König · Dipl.-lng. Klaus Bergen

Cecilienallee 7β A Düsseldorf 3O Telefon 45ΞΟΟΘ Patentanwälte

-> 1. März 1977

31 405 B

VOXSON S.p.A., No. 286, Via dl Tor Cervara, 00155 Rom (Italien)

"Einrichtung ζήικι Vorwahl en« Speichern und Wiederabfragen von Sendern in Rundfunkempfängern¹¹

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Vorwählen, Speichern und Wiederabfragen sowie Einstellen vorbestimmter Sender in Rundfunkempfängern.

In Rundfunkempfängern, besonders bei Benutzung als Autoradio, werden normalerweise elektro-mechanische Systeme zum Speichern der Kanäle bestimmter Rundfunkstationen verwendet, welche dem Benutzer besonders interessant erscheinen. In der Regel können diese Einrichtungen in zwei Kategorien - nämlich mechanische und elektrische Systeme - entsprechend dem Glied unterteilt werden, das im Tuner zum Einstellen des Eingangs des Empfängers benutzt wird. Ferner sind normalerweise drei verschiedene Wege zum Wechseln der Einstellfrequenz eines Schwingkreises gebräuchlich. Dieser kann durch Ändern der Kapazität, durch Ändern der Induktivität oder durch Ändern eines Steuerstroms bzw. einer Steuerspannung abgestimmt werden, wobei sich im letzteren Fall die Änderung einer der beiden Schwingkreis-Parameter (Induktivität oder Kapazität) ergibt. Da derzeit in Rundfunkempfängern für Automobile die Anwendung mechanisch veränderlicher Kondensatoren fast aufgegeben worden ist. sollen hier vor allem die Systeme mit veränderlicher Induktivität oder mit der Steuerung eines veränderlichen

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elektrischen Parameters betrachtet werden.

Das jeweils verwendete Speichersystem ist durch die Mattel gekennzeichnet, die zum Ausführen der Einste11vorgänge vorgesehen sind. Bei mechanischer Speicherung einer bestimmten Frequenz werden mechanische Glieder voreingestellt. Jede Einstellung wirkt dabei auf einen bestimmten Platz des Speichers (Vorwahltastatur). Der Vorwahl des Speicherplatzes wiederum entspricht die Bewegung eines veränderlichen Gliedes, das die gewünschte Einstellung vornimmt.

Derzeit wird zunehmender Gebrauch von veränderlichen Reaktanzen kapazitiver Art gemacht, die durch eine veränderliche Gleichspannung gesteuert sind. Diese Vorrichtungen bedürfen keiner Bewegung mechanischer Glieder und können rein elektrisch gesteuert werden. Anstelle einer mechanischen Stellung wird dabei ein elektrischer Parameter gespeichert.

In der bisherigen Praxis werden in einem Druckknopf-Tastenfeld angeordnete Potentiometer zum getrennten Abfragen nach dem Wunsch des Benutzers verwendet. Die Einspeicherung wird dabei folgendermaßen vorgenommen: Durch Betätigen des fraglichen Druckknopfes wird das als Speicherelement benutzte Potentiometer ausgewählt. Das Potentiometer ist zum Finden des Kanals des gewünschten Senders eingestellt. Sobald der Sender empfangen werden soll, braucht nur der entsprechende Druckknopf betätigt zu werden, um den Sender wieder zu hören.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, auch von der anfälligen mechanischen Speicherung der Kanäle der gewünschten Rundfunksender abzukommen und

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ein System zu schaffen, in dem die wiederabzufragenden Daten rein elektrisch speicherbar sind.

Die erfindungsgemäße Lösung ist eine im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschriebene elektronische Rundfunksender-Vorwahleinrichtung mit digitaler Speicherung von Rundfunkstationen. Weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen sind in den Unteransprüchen angegeben sowie im folgenden - teilweise anhand der Zeichnungen - erläutert worden.

Das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip geht von den bisherigen Einstellsystemen ab und besteht darin, die zum Einstellen des gewünschten Senders erforderliche Spannungsgröße in digitaler Form, insbesondere unter Verwendung von veränderlichen Kapazitätsdioden als Einstellmittel, zu speichern. Die Erfindung ist dabei immer anwendbar, wenn es erforderlich ist, Steuerfunktionen zu speichern, die durch Veränderungen elektrischer Parameter erhalten werden können.

Das erfindungsgemäße elektronische Vorwahlsystem mit digitaler Speicherung der Rundfunkstationen geht in einzelnen von Handsteuermitteln zum Erzeugen einer veränderlichen Eingabe-Steuerspannung aus. Es enthält insbesondere einen Taktimpulsgeber, Zählmittel zum Zählen der Taktimpulse und einen Digital-Analog-Umsetzer (DA-Umsetzer), der mit den Zählmitteln verbunden ist, um eine Einstell-Steuerspannung an die Einstellmittel des Rundfunkempfängers zu liefern. Der Ausgang des Umsetzers ist dabei auch mit einem ersten Eingang eines Spannungsvergleichers verbunden, dessen anderer Eingang auf die genannte Handsteuerung geschaltet ist, in welcher wiederum die Eingabe-Steuerspannung erzeugt wird. Ferner soll der Ausgang des Spannungsvergleichers mit einer Torschaltung verbunden sein, welche zum Unterbrechen der Zuführung der ge-

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nannten Taktimpulse zu den Zählmitte In vorgesehen ist. Schließlich sollen Digitalspeichermittel vorgesehen sein, die auf die Ausgänge der Zählmittel sowie auf die Eingänge des Digital-Analog-Umsetzers geschaltet und zum Speichern der Taktimpulse ausgelegt sind, welche den Eingabe-Steuerspannungen und damit den vorgewählten Rundfunkstationen entsprechen.

Im folgenden werden - teilweise anhand der schematischen Zeichnungen von Ausführungsbeispielen - weitere erfindungsgemäße Einzelheiten erläutert, ohne daß damit die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt ist. Es zeigen:

Fig. 1 ein allgemeines Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Eingeben, Speichern und Wiederherstellen von Signalen;

Fig. 2 in vereinfachter und vergrößerter Form ein Schaltbild einer typischen Einstelleinrichtung mit elektrisch steuerbaren kapazitiven Reaktanzen (Blindwiderständen);

Fig. 5 ein Schaltbild einer bevorzugten Lösung zum Erhalten der Einstell-Steuerspannung für die kapazitiven Reaktanzen ausgehend von einer Eingabe-Steuerspannung ; und

Fig. 4 ein ausführliches Schaltbild entsprechend Fig. 3 mit einem Festkörper- und einem Digitalspeicherglied.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild mit einem Eingabe-Steuerglied 1, das eine manuell veränderbare Steuergleichspannung liefert. In komfortablerer Ausführung kann das Steuerglied 1 auch mit einem die Rundfunkstationen auto-

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matisch suchenden Rampengenerator bestückt sein. Die Eingabe-Steuerspannung des Steuergliedes 1 wird zu einem Analog-Digital-Umsetzer 2 (AD-Umsetzer^ geleitet. Das aus einem binären Wort bestehende Signal "durchläuft"

dann einen bestimmten der Speicher M1, M2 Mn,

um zu einem Digital-Analog-Umsetzer 3 (DA-Umsetzer) zu gelangen. In letzterem wird eine im wesentlichen der ursprünglichen Eingabe-Steuerspannung entsprechende Einstell-Spannung zum Betätigen des Einstellgliedes 4 wiederhergestellt. ,

Im Blockschaltbild gemäß Fig. 1 sind daher folgende Funktionen symbolisiert:

1. Umsetzen eines eingegebenen analogen Steuerparamters in einen digitalen Parameter;

2. Speichern des digitalen Parameters;

3. Abfragen des digitalen Parameters und Wiederherstellen eines analogen Parameters aus dem digitalen Parameter, um die gewünschte Einstellung zu erzielen.

Im einzelnen ist dazu folgendes zu sagen:

1· Umsetzen des analogen SteuerparfM"eters in einen digitalen Parameter.

Gemäß Fig. 2 wird die Einstellung auf dem in der Technik üblichen Wege bei Anwendung von "Varicap"-Dioden (Varicap = spannungsabhängiger Kondensator) erreicht. Dabei wird zunächst der Drehknopf eines auf eine stabilisierte Gleichspannungsquelle 11 geschalteten Potentiometers 10 betätigt. Jeder vom Schleifkontakt des Potentiometers 10 abgegriffenen Spannung entspricht

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eine bestimmte Kapazität der Varicap-Dioden VC1, VC2 und folglich eine einzige Frequenz der Schwingkreise LC1 und LC2, in welche die Varicap-Dioden eingeschaltet sind.

Zum Umsetzen einer eingegebenen analogen Spannung in digitale Werte, können verschiedene Systeme benutzt werden. Beispielsweise kommen in Frage: ein Analog-Digital-Umsetzer, also eine Vorrichtung, die eine ein-eindeutige Übereinstimmung zwischen einer veränderlichen Eingangsspannung und digitalen Ausgangswerten erzeugt, oder das Zählen der Schwingungen pro Zeiteinheit, also das Ermitteln der augenblicklichen Frequenz eines durch eine Varicap-Diode gesteuerten Schwingkreises,

Eine bevorzugte AusfUhrungsform der Erfindung ist durch das Schaltbild gemäß Fig. 3 dargestellt. In dieser Schaltung wird eine von einer Bezugsspannungsquelle abgenommene Eingabe-Steuerspannung 30 in einem Niveauvergleicher 31 (Spannungsvergleicher) mit der Ausgangsspannung eines Digital-Analog-Umsetzers 32, welcher weiter unten genauer beschrieben worden ist, verglichen.

Wenn zwischen den beiden Spannungen keine Niveaugleichheit besteht, liefert der Ausgang des Niveauvergleichers 31 eine Steuerspannung, die bewirkt, daß die Torschaltung 33 für den Durchlaß der von einem Taktimpulsgeber (Referenzoszillator) erzeugten Taktimpulse geöffnet ist.

Diese Taktimpulse werden in einem (rücksetzbaren) Digitalzähler 35 gezählt und durch die Wirkung eines mit einer stabilisierten Spannung versorgten Digital-Analog-Umsetzers 32 in eine Stufenspannungsrampe umgewandelt, welche einerseits die Einstell-Steuerspannung 37 (z.B.

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zum Beaufschlagen der Varicap-Dioden) liefert und andererseits die Torschaltung 33 über den Niveauvergleicher 31 öffnet oder schließt.

Bei Verwendung einer dieser Einrichtungen (gemäß Fig. und Fig. 3) oder anderer Einrichtungen mit derselben Wirkung wird schließlich am Ausgang 36 zum Speicher eine in binären Termen ausgedrückte Zahl erhalten, welche ein-eindeutig der zu speichernden Eingabe-Steuerspannung 30 entspricht.

2. Speichern der digitalen Parameter

Zum Speichern der der Eingabe-Steuerspannung entsprechenden digitalen Parameter kann eines der vielen aus dem Stande der Technik bekannten Mittel angewendet werden. Beispielsweise kann ein digitaler Wert in ein Reihenspeicherzählwerk (Schieberegister) eingespeichert werden. Von dort aus kann die Übertragung auf einen Digitalzähler erfolgen, in dem der gespeicherte Wert ausgewertet wird, während er gleichzeitig wieder im Schieberegister gespeichert wird.

Weiterhin können auch Speicher mit beliebigem (wahlfreiem) Zugriff (sog. RAM-Speicher) verwandt werden. Durch die starke Integration logischer Funktionen in einem einzigen (Festkörper-) Bauelement bzw. Speicherkern sind Speicher gebildet, die eine große Zahl von binären Informationen aufnahmen können. Wenn man zum Beispiel die in Autoradios meist verwendeten Frequenzbänder betrachtet, nämlich die Mittelwelle und die frequenzmodulierten Bänder, läßt ein digitaler Wert mit zehn Bit im Mittelwellenband eine Frequenzabweichung von 1,7 kHz und im frequenzmodulierten Band von 49 kHz zu; das ist eine

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Genauigkeit eines mit mechanischen Speichern vergleichbaren oder besseren Systems. Offensichtlich steigt diese Genauigkeit beträchtlich bis zu extrem hohen Werten, wenn erfindungsgemäß vorgesehene Speicher benutzt werden, die eine viel größere Zahl von Bits aufnehmen können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, in der eines der letztgenannten Systeme benutzt wird, benötigt eine permanente Energieversorgung für den Speicherkreis, da die Daten auch gespeichert bleiben sollen, wenn der Empfänger abgeschaltet worden ist. Wegen der geringen Energieaufnahme der genannten Einrichtung stellt das aber kein Problem dar. Alternativ können jedoch auch elektrisch programmierbare Speicher (sog. EPROM-Speicher) verwendet werden, welche die eingegebenen Daten auch bei Ausfall der Stromversorgung gespeichert halten, aber von der Funktion her keinen Unterschied gegenüber den einfacheren und weniger aufwendigen herkömmlichen RAM-Speichern aufweisen. Zusammenfassend kann gesagt werden, daß bei Anwendung der genannten Systeme eine dauernde Speicherung der Einstelldaten erzielbar ist. Wegen der spezifischen Eigenschaft dieser vorgenannten Einrichtungen können die gespeicherten Daten je nach Wunsch auch wieder abgefragt werden.

3» Abfragen des digitalen Parameters aus dem Speicher und Wiederherstellen analoger Parameter aus den digital**" Parametern, nw die Einstell-Steuerung zu bewirken.

Auch das Wiederumsetzen eines digitalen Werts in einen analogen Parameter kann mit Hilfe aus dem Stand der Technik bekannter Mittel erfolgen. Zum Ausführen dieser Operation können insbesondere integrierte (Festkörper-) Schaltelemente bzw. -kreise oder - noch ein-

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fächer - ein ⁿBewertungs"-System der direkt aus dem Speicher erhaltenen digitalen Parameter unter Benutzung normierter bzw. unterteilter Widerstände des "R 2R^W-Typs verwendet werden.

Mit Hilfe eines dieser Systeme kann aus einem digitalen Wert eine (analoge) Gleichspannung für die auszuführende Einstellung erzeugt werden. Auf diese Weise ist es im Falle eines Rundfunkempfängers beispielsweise möglich, die einstellenden Varicap-Dioden auf die gespeicherten Rundfunksender zu justieren, um letztere wieder hören zu können.

Hilfsmittel zum Steuern der Einrichtung und zum Wiederfinden der gespeicherten Sender

Es ist nicht erforderlich, die Mittel zum Betätigen, Steuern usw. der erfindungsgemäßen Einrichtung im einzelnen zu beschreiben, da mehrere dem Fachmann leicht zugängliche Lösungen möglich sind. Die jeweilige tatsächliche Auswahl ist die Konsequenz einer Abschätzung der ökonomischen und funktionellen Parameter der jeweiligen einzelnen Lösung.

Ohne eingehende Beschreibung und lediglich als Beispiel sei auf die Verwendung einer "Sensor¹¹-Taste (auf Berührung ansprechende Taste) hingewiesen, mit deren Hilfe digitale Parameter in den Speicher eingespeist und aus diesem wieder abgefragt werden können mit der Folge, daß die damit verbundenen logischen Operationen ausgeführt werden. Es kann auch ein Druckknopf-Schalter verwendet werden, in dem auf einfache Weise und daher ökonomisch die Funktionen einer üblichen mechanischen Tastatur reproduziert sind (Herausziehen = Einspeisen in den Speicher; ein-

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drücken = Abfragen aus dem Speicher).

Soweit es ferner um das Wiederherstellen (von digital nach analog) von eingestellten und/oder gespeicherten Frequenzen geht, ist es möglich, mehrere verschiedene Systeme anzuwenden, zum Beispiel können bei der digitalen Wiedergabe elektro-optische Einrichtungen, wie Gasentladungs- und Festkörpereinrichtungen (7 Segmente) benutzt werden. Es können auch entweder frequenznormierte bzw. nach Frequenzstufen eingeteilte galvanometrische Nadelinstrumente oder diskontinuierliche Skalen verwendet werden, die mit Hilfe von Elektrolumineszenz-Dioden erhalten werden. Auch in diesem Fall kann die Auswahl aufgrund der jeweils zu dem einzelnen Hilfsgerät typischen ökonomischen und funktioneilen Parameter bestimmt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist im Schaltbild gemäß Fig. 4 schematisch dargestellt.

In dieser Figur sind die anhand von Fig. 3 erläuterten Funktionen beibehalten worden, es ist aber dem Zähler und dem Digital-Analog-Umsetzer ein Speicher zugeordnet worden. Außerdem ist ein als Vielfachschalter ausgebildeter Satz von Steuermitteln, insbesondere mit einem Tastenfeld, hinzugefügt worden, welche den Zugangs-Schlüssel des Speichers darstellen. Unter Stilletandsbedingungen ist der Speicher "transparent" gemacht, das heißt er kann von den vom 'Zähler zum übertragungsnetzwerk laufenden Signalen passiert werden, während durch Betätigung der Knüpfe des Tastenfeldes das "Schreiben" in den Speicher oder das "Lesen" der gespeicherten Daten bewirkt wird.

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Gemäß Fig. 4 erfolgt die Einstellung über ein Potentiometer P1, welches eine Eingabe-Spannung zu einem der Eingänge des Niveauvergleichers CP1 liefert. Wenn man den Einschalter T1 betätigt, wird die Flip-Flop-Schaltung FF1 in den "zurückgesetzten" Zustand (RESET) gekippt. Die Flip-Flop-Schaltung macht dadurch über ihrem Ausgang Ct das NAND-Gatter A1 frei für den Durchgang der Taktimpulse eines allgemein mit 50 bezeichneten Taktimpulsgebers. Dieser kann aus zwei Invertern (Vorzeichenumkehrer, Wechselrichter) RC bestehen, die wie üblich geschaltet sind; dabei sind R1 und R2 Widerstände und C ein Kondensator. Die Taktimpulse laufen vom NAND-Gatter A1 zum Zähler, der aus der Flip-Flop-Schaltung FF2 und dem Taktgeber CN1 besteht, welche in üblicher Reihenschaltung verbunden sind.

In Fig. 4 ist als Beispiel ein acht-Bit-Zähler dargestellt. Das acht-Bit-Wort, welches durch den Zustand des vorgenannten Zählers gebildet worden ist, "läuft" durch den RAM-Speicher MA, um zu dem R-2R Netzwerk 51 zu gelangen. Der Ausgang 52 des Netzwerkes 51 repräsentiert die RückUmsetzung ins Analoge der Spannung, die von dem Schleifkontakt des Potentiometers P1 geliefert worden ist. Wenn eine Koinzidenz zwischen der Eingabe-Spannung des Schleifkontakts des Potentiometers P1 und der Ausgangsspannung (Einstell-Spannung) des Netzwerkes 51 besteht, wird der Vergleicher CP1 die Flip-Flop-Schaltung FF1 in den "gesetzten" Zustand (SET) kippen, wodurch das NAND-Gatter A1 geschlossen und das Zählen beendet wird. Gleichzeitig steuert die Einstell-Spannung am Ausgang 52 die veränderbaren Kapazitätsdioden (Varicap-Dioden), um den Rundfunkempfänger einzustellen. Das binäre "Wort", welches diese bestimmte, einen vorgegebenen Rundfunksender entsprechende Spannung repräsentiert, kann in dem RAM-Speicher

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MA durch Eingabe über das Tastenfeld TT gespeichert werden.

Auf eine dem Fachmann der Digitaltechnik vertraute Weise kann auf dem Tastenfeld TT auch die Adresse (Code) in dem RAM-Speicher MA ausgewählt werden, in der das jeweils fragliche acht-Bit-Wort gespeichert worden ist. Dieses binäre Wort kann auf Wunsch zurückgerufen werden, in dem man es wieder auf die Eingänge des Netzwerkes gibt, um erneut einen bestimmten Rundfunksender einzustellen. Die Zahl der Sender, die gespeichert werden können, hängt natürlich von der Kapazität des Speichers MA ab. Dieser kann bei entsprechendem Aufwand so groß gemacht werden, wie man es wünscht. Der Speicher MA kann - wie vorher erläutert worden ist - durch eine permanente Energieversorgung "unvergeßlich" gemacht werden.

Das Einschalten, bei dem die Flip-Flop-Schaltung FF1 in den "zurückgesetzten" Zustand (RESET) gekippt wird, kann gleich zeitig zum Betätigen des Potentiometers P1 verwendet werden, um den Einstellvorgang, zum Beispiel mit Hilfe einer vorgenannten "Sensor"-Steuerung, zu automatisieren.

In einer Alternative zum beschriebenen Ausführungsbeispiel kann - anstelle der Steuerung mit einem Potentiometer und einem Spannungsvergleicher - ein durch die Drehbewegung eines Einstellknopfes gesteuerter Impulsgenerator vorgesehen werden, wenn in diesem Fall die Bauelemente mit einem Zähler verbunden sind, der mit abhängig vom Drehsinn des Einstellknopfes zunehmender oder abnehmender Steuerung umkehrbar bzw. umpolbar ist.

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Claims (4)

VOXSON S.p.A., No. 286, Via di tor Cervara, 00155 Rom (Italien) Patentansprüche;

1. /Einrichtung zum Vorwählen, Speichern und Wiederabfragen sowie Einstellen vorbestimmter Sender in Rundfunkempfängern, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronisches Einstellsystem mit digitaler Speicherung vorgewählter Senderfrequenzen vorgesehen ist, das folgende Merkmale aufweist:

a) Handsteuermittel zum Erzeugen einer veränderlichen Eingabe-Steuerspannung (30);

b) einen Taktimpulsgenerator (34);

c) Zählmittel (35) zum Zählen der Taktimpulse;

d) einen Digital-Analog-Umsetzer (32), der auf die Zählmittel (35) geschaltet ist und dazu dient, eine Einstell-Steuerspannung (37) an die Einstellmittel des Rundfunkempfängers abzugeben, wobei der Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers (32) auch auf einen ersten Eingang eines Spannungsvergleichers (31) (Niveauvergleicher) geschaltet ist, dessen anderer Eingang mit den die Eingabe-Steuerspannung (30) erzeugenden Handsteuermitteln gekoppelt 1st, wobei ferner der Ausgang des Spannungsvergleichers (31) mit einer Torschaltung (33) zum Unterbrechen der Zulieferung der Taktimpulse zu den Zählmitteln (35) verbunden ist und

e) digitale Speichermittel, die auf die Ausgänge der Zählmittel (35) und die Eingänge des Digital-Analog-Umsetzers (32) geschaltet (36) und zum Speichern der jeweiligen

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den Eingabe-Steuerspannungen (30) und da-mlt der den vorgewählten Rundfunksendern zugeordneten Werte vorgesehen sind (Fig. 3)·

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel des Rundfunkempfängers Varicap-Dioden (VC1, VC 2) enthalten (Fig. 2).

3· Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Speichermittel als RAM-Speicher (MA) ausgebildet sind, deren Kapazität wenigstens ein ganzes Vielfaches der Zahl der Zählstufen der Zählmittel (FF2 + CN1) umfaßt (Fig. 4).

4. Einrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Speichermittel mit einem Tastenfeld (TT) zum Abfragen gespeicherter Adressen der voreingestellten Rundfunkstationen gekoppelt sind (Fig. 4).

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